工裝夾具設(shè)計(jì)制作運(yùn)用現(xiàn)狀

作者：本站　來(lái)源：本站　日期：2020-09-03 22:16:29　人氣：228

　　工裝夾具設(shè)計(jì)制作運(yùn)用現(xiàn)狀

　　工裝夾具設(shè)計(jì)制作在精密零件制造中起著重要作用。目前常用的夾具主要是機(jī)床上待加工零件的快速定位夾緊機(jī)構(gòu)。它要求夾具定位精度高，重復(fù)定位好；夾緊可靠，而且還可以盡可能地包含毛坯本身的某些誤差和缺陷；快速準(zhǔn)確地完成零件毛坯的夾緊和固定過(guò)程。接下來(lái)，我將向您介紹工裝夾具設(shè)計(jì)和制造的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

　　工裝夾具按夾持方式一般分為：手動(dòng)夾具、氣壓夾具、液壓夾具、真空夾具、塑料夾具、磁性?shī)A具等。

　　手動(dòng)夾具：主要采用螺栓壓板、偏心機(jī)構(gòu)、自鎖機(jī)構(gòu)等，用人工的搬、靠、壓等動(dòng)作夾緊工件。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易用、效率低下，對(duì)操作工人要求高，夾緊力不恒定，易受人的因素產(chǎn)生夾緊力大小不一致的影響。常用在單件小批量試制中?，F(xiàn)在處于逐步淘汰中。

　　但手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，如自鎖機(jī)構(gòu)等很經(jīng)典的夾緊方式，依然對(duì)機(jī)械技術(shù)人員留有深刻的影響。同時(shí)掌握好常用的夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理，對(duì)于把它應(yīng)用于其他方式的夾具中有著很基礎(chǔ)的現(xiàn)實(shí)意義。

　　氣壓夾具：主要采用各種氣動(dòng)元件，依靠壓縮空氣的壓力，控制完成零件的夾緊。優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度可以設(shè)計(jì)的比較高。夾緊迅速高效?？梢酝瑫r(shí)在1-2秒內(nèi)夾緊數(shù)個(gè)或幾十個(gè)工件。是目前常用的一種夾具夾持方式。在有色金屬（如鋁合金、銅合金）、輕切削、大批量加工中廣泛采用。它還有清潔、環(huán)保，即使泄漏也不會(huì)污染環(huán)境。使用成本低廉。

　　缺點(diǎn)是：由于空氣的可壓縮性，穩(wěn)定性欠佳，夾持力不能設(shè)計(jì)得過(guò)大。特別是在大中型夾具中，較少使用。但我們一旦將機(jī)械手動(dòng)夾具里的經(jīng)典機(jī)構(gòu)應(yīng)用到氣動(dòng)夾具中，那就又是舊貌換新顏咯。

　　下面就是一個(gè)典型的自鎖機(jī)構(gòu)應(yīng)用于氣壓夾具例子：

　　通過(guò)氣缸推動(dòng)楔塊，并通過(guò)推塊夾緊工件。在圖示設(shè)計(jì)中，楔塊的角度α設(shè)計(jì)為小于材料的自鎖角度，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)互鎖。此時(shí)即便是切斷氣缸的氣源，零件也不會(huì)松脫。它很好的解決了氣體可能出現(xiàn)的因可壓縮性而造成的不穩(wěn)定。

　　液壓夾具是在氣壓夾具基礎(chǔ)之上，將氣體介質(zhì)改為液態(tài)介質(zhì)。由于液態(tài)介質(zhì)的可壓縮性很小，因此液壓夾具雖然在原理上與氣壓夾具一致，但其穩(wěn)定性、可靠性、輸出的力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于氣壓夾具。在大型工裝夾具和切削力較大的重切削夾具常采用。隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，元器件的密封性較之以前有了很大的發(fā)展，液壓壓力由原來(lái)普通的6MPa，而今高壓液壓站可以做到45MPa，比常用的氣壓0.8MPa高出了50~60倍，如果我們要達(dá)到原夾具要求的設(shè)計(jì)壓力，現(xiàn)在的液壓元器件體積就可以做得很小，于是乎我們就能在有效的工作臺(tái)范圍內(nèi)放更多更多的零件，減少換刀時(shí)間，提高工作效率。這也是機(jī)夾夾具發(fā)展的趨勢(shì)-------多工位夾具。缺點(diǎn)就是成本相對(duì)比較高。

　　真空夾具也稱為真空吸附夾具，其原理是在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中有一個(gè)空腔，通過(guò)真空發(fā)生器使空腔產(chǎn)生負(fù)壓，與密封件一起形成持續(xù)不間斷的負(fù)壓，從而達(dá)到吸附工件的目的。此種夾具常用在加工無(wú)壓點(diǎn)的零件和易變形的薄壁件中。如：筆記本、手機(jī)外殼、薄壁塑料件、橡膠等非金屬也可以?shī)A持。其特點(diǎn)是吸附力受吸附面積的影響，在設(shè)計(jì)此類夾具時(shí)，必須保障足夠的吸附面積。才能提供穩(wěn)定的夾持力。它的缺點(diǎn)也很明顯：對(duì)毛坯零件的吸附面要求較高，否則難以與密封件形成負(fù)壓腔。吸附力的大小受零件吸附面積影響大等。主要應(yīng)用于輕切削夾具上。

　　塑料夾具的原理是在一個(gè)密閉的腔室里，注入塑料介質(zhì)，利用塑料在受壓的狀態(tài)下體積不易被壓縮而形狀能發(fā)生改變的特性。在腔室某一個(gè)內(nèi)壁設(shè)計(jì)為彈性薄壁結(jié)構(gòu)，當(dāng)在向塑料施加一定的壓力時(shí)，塑料介質(zhì)會(huì)將壓力均勻地傳遞到整個(gè)腔室的內(nèi)表面。從而在彈性薄壁處變形夾緊零件。其特點(diǎn)是壓力均勻傳遞，夾緊精度高。特別適合應(yīng)用在高精度夾具上。缺點(diǎn)是塑料配比復(fù)雜，比較難操作。密封性也比較難控制。

　　現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)還流行一種磁性?shī)A具，就是利用永磁體或電磁技術(shù)，將鐵、鎳等導(dǎo)磁體，直接吸附于平臺(tái)上。以代替其他的夾緊方式。這種夾具大特點(diǎn)就是僅對(duì)鐵、鎳等導(dǎo)磁體有效，操作使用簡(jiǎn)單。對(duì)常用的非導(dǎo)磁體，如鋁、銅、鎂、鈦等，只能望洋興嘆。還有一個(gè)缺點(diǎn)，就是對(duì)于不允許有磁性的零件，需要增加一道消磁的工序。并且在實(shí)際的加工過(guò)程中，產(chǎn)生的鐵屑因磁化難以清除。這些鐵屑會(huì)干擾下一個(gè)零件的定位精度。

　　綜上所述，工裝夾具正朝著自動(dòng)化、小型化、和多工位的方向發(fā)展，逐步淘汰那種以工人經(jīng)驗(yàn)、個(gè)人技術(shù)、手感來(lái)保障產(chǎn)品加工精度的局面。畢竟一個(gè)有著豐富經(jīng)驗(yàn)的操作工人不僅難易找到，而且更難以培養(yǎng)。這次面對(duì)用工荒，很多企業(yè)采取機(jī)械手加專用多工位工裝夾具，工作效率高，還能二十四小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)。這也要求我們?cè)趭A具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮更多的容錯(cuò)性和自動(dòng)檢測(cè)的功能。推動(dòng)我們機(jī)械加工的升級(jí)轉(zhuǎn)型。